Wie verhalten sich keramische Werkstoffe gegenüber Gleit-, Abrieb- und Schlagverschleiß?
Keramik ist aufgrund ihrer extremen Härte von Natur aus sehr verschleißfest. Diese Materialien haben Werte, die denen des härtesten bekannten Materials, Diamant, nahe kommen. Sie können auch bearbeitet werden, um extrem glatte Oberflächen zu erhalten, was für Anwendungen wie künstliche Hüftgelenke oder sogar Pseudooberflächenporosität sehr nützlich ist. Dies ist ideal, um Schmiertaschen zu erzeugen oder die Oberflächenkontaktfläche zu minimieren.
Keramik weist außerdem von Natur aus eine geringe Reibung auf. Nehmen wir beispielsweise Siliziumkarbid . Es weist eine besonders geringe Reibung auf und eignet sich sehr gut für Gleitverschleiß, wie zum Beispiel bei Gleitringdichtungen.
Aluminiumoxid ist eine der besten verschleißfesten Keramiken überhaupt. Es ist sehr vielseitig und wird daher in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Gleitflächen und Lagerflächen von Mischbatterien bis hin zu Wellen.
Darüber hinaus handelt es sich um eine besonders kostengünstige Keramik, die einen guten Ausgangspunkt für neue Designs bietet und gleichzeitig Ihr Budget nicht sprengt.
Beschichtungen aus Keramik oder anderen reibungsarmen Materialien können ebenfalls sehr hilfreich sein. Es gibt beispielsweise Beschichtungen aus diamantähnlichem Kohlenstoff, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid und dem Polymer PTFE, besser bekannt als Teflon. Es müssen Beschichtungen ausgewählt werden, die den richtigen Wärmeausdehnungskoeffizienten für das Grundmaterial und eine gute Haftung aufweisen.
Beachten Sie jedoch, dass Beschichtungen möglicherweise nicht gut funktionieren, wenn das Bauteil heiß wird. Einige Kunststoffe (wie Teflon) funktionieren nur bei relativ niedrigen Temperaturen gut.
Kohlenstoff- oder Kohlenstofffaserverbundstoffe können auch verwendet werden, um als weichere Arbeitsfläche oder Dichtung gegen eine Keramik zu laufen.
Brauchen wir für unterschiedliche Verschleißarten oder spezielle Anwendungen unterschiedliche Keramiken?
Bei der Auswahl von Keramik für Verschleißanwendungen müssen tatsächlich eine ganze Reihe verschiedener Faktoren berücksichtigt werden. Es geht nicht nur um die Verschleißfestigkeit. Es gibt eine ganze Checkliste anderer Eigenschaften, die möglicherweise erforderlich sind.
Nehmen wir beispielsweise Gleitverschleiß. Das Material muss nicht nur robust und mechanisch belastbar sein, sondern auch Ermüdung und thermische Belastungen überstehen. Es muss möglicherweise nicht magnetisch oder elektrisch isolierend sein.
Typische Keramiken, die in Betracht gezogen werden, sind Aluminiumoxid und Siliziumkarbid. Bei Schlagverschleiß können Siliziumnitrid und Zirkonoxid als Optionen in Frage kommen.
Keramik ist zudem schonender gegenüber weicheren Dichtungsmaterialien wie Kohlenstoff und Polymeren und verursacht im Allgemeinen weniger Verschleiß als Metalle. Aus diesem Grund wird Keramik zunehmend für den Ersatz menschlicher Gelenke wie Hüft-, Knie- und Fingergelenke verwendet.
Eine Keramik kann mit wenig oder keiner Schmierung gegen eine andere Keramik laufen. Dies ist insbesondere bei Weltraumanwendungen hilfreich, da Schmiermittel verdunsten und daher nicht verwendet werden können, während Metallkomponenten kalt miteinander verschweißen können.
Keramik bietet im Allgemeinen die höchste Zuverlässigkeit und Haltbarkeit, kombiniert mit geringem Wartungsaufwand und niedrigen Gesamtlebensdauerkosten bei Verschleißanwendungen.
Professor Jon Binner und Präzisionskeramik
Professor Jon Binner, angesehener Wissenschaftler der Universität Birmingham, der für seine Beiträge auf dem Gebiet der Keramik bekannt ist, hat sich mit Precision Ceramics zusammengetan, um eine Reihe aufschlussreicher Erklärvideos zu modernen Keramikmaterialien zu produzieren.
Professor Binner bringt einen großen Erfahrungsschatz, den er durch zahlreiche von Experten begutachtete Artikel, herausgegebene Bücher und Patente unter Beweis stellt, in die Zusammenarbeit ein und bietet damit beispiellose Fachkompetenz.
Seine langjährige Beziehung zu Precision Ceramics unterstreicht sein Engagement für die Weiterentwicklung des Wissens im Bereich keramischer Materialien.
Professor Binner ist begeistert, an einem Projekt mitzuwirken, dessen Ziel darin besteht, ein Publikum über die Feinheiten der Keramik aufzuklären und zu informieren. Sein Engagement verspricht, wertvolle Einblicke in diesen wichtigen Bereich der Materialwissenschaften zu bieten.
Precision Ceramics ist ein führender Anbieter maßgeschneiderter technischer Keramiklösungen. Wir gehen über die reine Fertigung hinaus – wir arbeiten in jeder Phase der Materialauswahl, des Produktdesigns und der Entwicklung mit Ihnen zusammen.
Wenn Sie Fragen dazu haben, welcher Keramikwerkstoff für Ihren Anwendungszweck am besten geeignet sein könnte, zögern Sie bitte nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen.
Verwandte Themen:
Materialien
Precision Ceramics bietet eine große Auswahl an hochentwickelten Keramikmaterialien, um sicherzustellen, dass wir das richtige Material für Ihre Anwendung haben.
Keramik Material Eigenschaften
Sehen Sie sich die mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften an, um herauszufinden, welche Materialien aufgrund ihrer Eigenschaften am besten für Ihre Anwendung geeignet sind.
